COLUMN

클러치 매직

마법 같은 클러치 기술이 운전의 재미뿐 아니라 연비까지 챙긴다

2019.06.14

 

규제로 인해 세계 자동차 산업이 경제적이고 효율적인 소형차와 전동화 자동차로 초점이 맞춰지고 있다. 하지만 이런 차들이 성공하기 위해서는 지금 도로 위를 달리는 탄소 배출 덩어리 자동차들처럼 운전이 재미있고 편안해야 한다. 최근 GKN 드라이브라인(GKN Driveline)은 트윈스터 네바퀴굴림 시스템처럼 운전의 재미를 유지하면서 탄소 배출을 줄이는 ‘라이프 핵’ 기술들을 소개했다(트윈스터 네바퀴굴림 시스템은 포드 포커스 RS에 드리프트 능력을 하사했고 GM, FCA, 재규어 랜드로버 등 몇몇 자동차의 네바퀴굴림 하드웨어를 분리해 연료를 절약할 수 있게 도왔다).

 

이 기술들을 경험하기 위해 접지력이 낮은 노면을 가진 스웨덴 아르예플로그 근처 얼음 호수로 향했다. 우선, 트윈스터에 대한 정보를 알아보자. 이 네바퀴굴림 시스템은 좌우 클러치로 디퍼렌셜 기어를 조절하는데 양쪽을 완전히 연결하면 디퍼렌셜을 잠그고, 가변적으로 연결하면 토크벡터링 기능을 제공한다. 완전히 해체하면 엔진 또는 구동계를 공회전하게 만들어 연료를 아낀다.

 

먼저 2개의 클러치를 동시에 작동시켜 비용을 절감하는 샴 트윈스터(?) 시스템은 필요한 밸브와 액추에이터의 개수를 반으로 줄였다. 토크벡터링은 없지만 디퍼렌셜을 열어놓은 상태로 세팅한 지프 레니게이드보다 미끄러지기 쉽게 만들었다. 잠금 기능은 비포장도로같이 좌우 노면의 마찰력이 서로 다른 지형에서 훌륭한 성능을 낸다. 가격은 리어 액슬 분리 클러치가 1개 달린 오픈 디퍼렌셜 시스템보다 아주 조금 비쌀 뿐이다.

 

다음은 강력한 뒷바퀴굴림 차인 BMW M3에 리미티드 슬립 디퍼렌셜 대신 트윈스터 액슬을 적용한 경우다. 이것은 토크벡터링 능력을 더해주며, 이 시스템의 클러치는 자동변속기의 클러치와 비슷할 만큼 급작스러운 출발을 견뎌낸다. 또한 자동차 마니아들이 엔진을 과격하게 다루거나 값비싼 구동계가 손상되는 것을 막는 영리하고 튼튼한 퓨즈 역할도 한다. 엔지니어에 따르면 항속으로 주행하면서 엔진을 끌 경우 클러치를 해제하는 게 연료 소비량을 1~8%까지 줄일 수 있다.

 

흥미롭고 혁신적인 또 다른 특징은 하이브리드와 순수 전기차에서 찾아볼 수 있다. 새로운 멀티모드 플러그인 하이브리드 트랜스액슬은 프리우스의 유성기어처럼 전기모터를 내연기관에 연결한다. 모터는 낮은 속도에서 엔진 입력에 따라 출력 속도를 조절하는 제너레이터 역할을 하는 동시에 출력이 고정된 엔진을 도와주는 역할도 맡는다.

 

특별한 두 번째 유성기어에 이 세팅을 구성하면(링기어는 없지만, 서로 다른 지름의 태양기어 2개와 결합된 2세트의 유성기어가 있다) 2개의 기어비가 제공된다. 첫 번째 기어비(17:1)는 가볍고 저렴하며 힘이 덜한 모터가 PHEV의 전기모드에서 쓰이는 크고 값비싼 모터처럼 작동할 수 있게 해준다. 두 번째 기어비(10:1)는 고속에서 엔진과 모터의 회전수를 최적화한다. 두 대의 다른 차를 타봤지만 변속하는 것을 전혀 알아차릴 수 없었다.

 

GKN은 또 다른 지프 레니게이드를 분해해 배터리팩과 양 끝 위에 2단 세팅을 더한 e 액슬을 적용했다. 앞쪽은 트윈스터 클러치가 특징이다. 프로그래밍을 바꿈으로써 언더스티어 성향을 드러내지 않고 완전한 뉴트럴 스티어를 느끼게 하거나 앞뒤 모터가 작동하지 않을 때는 겸손하게 미끄러지는 오버스티어를 선사한다(확실히 뒤쪽이 회전하면서 잘 미끄러진다). 가장 재미있는 시승차는 앞차축에 트윈스터 토크벡터링, 뒤 차축에 2단 트윈스터 e 액슬을 적용한 메르세데스 AMG GLA 45였다. 하나의 트윈스터도 재미있는데, 켄 블록이 쌍둥이 트윈스터로 운전한다고 상상해보라!

 

GKN에 근무하는 어느 누구도 자동차 제조사가 네바퀴굴림 트윈스터의 값을 지불할 것이며, 이 기술을 앞쪽에 적용해 마른 노면에서 강력한 엔진으로 인한 토크 스티어를 해결할 것이라고 기대하지 않는다. 하지만 트윈스터는 어느 차에 적용하든 주행성능과 연비를 나아지게 할 기술이다. 심지어 우리가 맞이해야 할 무표정한 로봇 운전기사들도 이 기술이 제공하는 자연스러운 주행성능을 높이 평가할 것이다.

 

 

 

 

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CREDIT

EDITOR : Frank Markus PHOTO : GKN

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